SISTEM LINIER
Oleh :
Kholistianingsih, S.T., M.Eng.
lts 1
ISYARAT dan SISTEM DIGITAL
lts 2
1. Oppenheim , Sinyal dan Sistem
Materi Kuliah
Pengenalan sinyal dan sistem: klasifikasi
dan LTI, Dasar, manipulasi sinyal,
Continuous time signal, Discrete time
signal, Convolution, Impulse response,
Frequency response, Transfer function,
Fourier series, Fourier transform, Laplace
transform, Z transform
KONTRAK PEMBELAJARAN
UAS : 35%
UTS : 35%
TUGAS : 20%
KEHADIRAN: 10%
KEHADIRAN 0 NILAI MAKS D
SEMUA KOMPONEN HARUS
ADA
lts5
I.1 PENDAHULUAN
lts 6
Isyarat adalah pola perubahan suatu besaran, sebagai fungsi
dari satu atau beberapa variabel bebas.
v(t)Contoh : isyarat ECG
t
Di dalam pola perubahan tersebut terkandung informasi.
lts 7
Isyarat tutur (speech)
t
informasinya
Isyarat EEG
(gelombang otak)
kanal1
kanal2
kanal3
kanal4
kanal5
kanal6
informasi akan terjadinya
serangan epilepsi
lts 8
50 Hz, 110 Hz dan 210 Hz
LPF
fcut-off = 80 Hz
HPF
fcut-off = 150 Hz
BSF
fcut-off = 80Hz
& 150 Hz
BPF
fcut-off = 80 Hz
& 150 Hz
?
ekstraksi informasi spektral (berdasarkan
kandungan frekuensi isyarat)
lts 9
Isyarat mengandung informasi
Tujuan dari pengolahan isyarat adalah ekstraksi
informasi yang terkandung didalam isyarat
tersebut.
Pengolahan isyarat berurusan dengan representasi
matematis isyarat dan operasi algoritmis yang
harus dilakukan untuk mengekstrak informasi yang
ada didalam isyarat tersebut.
lts 10
Karakteristik dan Klasifikasi Isyarat
lts 11
Dimensi Isyarat
Isyarat 1-dimensi adalah fungsi dengan 1 variabel bebas
Contoh : isyarat tutur (speech) , f(t)
Isyarat 2-dimensi adalah fungsi dengan 2 variabel bebas.
Contoh : isyarat citra (image) , f(x , y))
x dan y adalah variabel spasial
Isyarat 3-dimensi adalah fungsi dengan 3 variabel bebas.
Contoh : isyarat video hitam-putih , f(x , y , t)
x dan y adalah variabel spasial, t variabel waktu.
Isyarat multidimensi
Contoh : Isyarat video berwarna , u r(x,y,t) , g(x,y,t) , b(x,y,t)
3 kanalRed
Green
Blue
lts 12
x
y
x
y
f(x,y)
f(xa,ya)
xa
ya
(xa,ya)
Elemen gambar (pixel) pada
koordinat spasial (xa , ya)
memiliki intensitas sebesar
f(xa,ya).
Isyarat 2- D dikawasan spasial (x , y)
Citra aras keabuan
citra terbentuk oleh adanya pola
perubahan intensitas pixel2nya
ya
xa
lts 13
ada pola perubahan
intensitas pixel2nya
tidak ada pola perubahan
intensitas pixel2nya
hitam semua
(tidak ada
informasi)
putih semua
(tidak ada
informasi)
bidang gambar 1 bidang gambar 2 bidang gambar 3
lts 14
Kanal R
Kanal B
Kanal G
citra berwarna
citra Rr(x,y,t)
citra G
citra B
g(x,y,t)
b(x,y,t)
+
lts 15
Isyarat waktu-kontinu (analog) Isyarat waktu-diskrit
t
ampitudonya hanya terdefini-
kan pada harga harga t = nT,
( n adalah integer).
Isyarat waktu-kontinu (analog) vs isyarat waktu-diskrit
Isyarat di kawasan waktu
x1(t) x2(nT)
t
Tamplitudo isyarat terdefinisi-
kan pada setiap harga t
lts 16
Amplitudonya terdefinisikan
pada semua harga t
(waktu-kontinu)
x1(t)
t
x1(nT)
t
pencuplikan
Isyarat waktu diskrit dapat diperoleh dari pencuplikan isyarat
waktu kontinu
T
Amplitudonya hanya terdefi-
nisikan pada harga t = nT
(waktu-diskrit)
Isyarat waktu-kontinu
Isyarat waktu-diskrit
lts 17
x1(t)
t
x1(nT)
t
pencuplikan
Isyarat Digital adalah isyarat waktu diskrit yang amplitudo
cuplikannya terkuantisasi.
kuantisasi
x1(n)
n
3
2
1
0
jumlah variasi harga amplitudonya berhingga,
yi : 0 , 1 , 2 , atau 3
Isyarat Digital
Kuantisasi adalah pemetaan harga harga
cuplikan ke satu himpunan berhingga
harga harga amplitudo
lts 18
Isyarat waktu diskrit dapat juga berasal dari sumber non-fisik.
tanggal
Contoh : Exchange Rate $ Rupiah
1 2 3 4 5 6 7 8 9 . . .
Rp/$
lts 19
Isyarat Digital :
adalah isyarat waktu-diskrit yang amplitudonya mempunyai harga
diskrit.
Waktu diskrit
Amplitudo diskrit
x1(nT)
0
1
0
3
2
0,6
1,21,0
1,82,2
2,7Amplitudonya
hanya bisa
berharga
0 atau 1 atau
2 atau 3
Isyarat direpresentasikan sebagai runtun angka
lts 20
Contoh :
Pemetaan ke himpunan harga
- harga cuplikan asli :
2,3 2,7 3,6 5,1 5,3 4,9 3,4 3,8 4,2 2,4 0,3
- harga terkuanta : 2 3 4 5 5 5 3 4 4 2 0
- galat kuantisasi : - 0.3 +0.3 +0.4 -0.1 -0.3 0.1 -0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.3
level ku
an
tisasi sample
hold
0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7
lts 21
Penguanta N-bit.
Harga harga analog dikonversi ke kode kode N-bit
000
001
010
011
100
101
110
111
nilai
analog
nilai digital
0 2 4 6 71 3 5 8
Contoh : Penguanta 3-bit
Nilai analog 0 s/d 1
disandikan sebagai
nilai digital 000.
Nilai analog 1 s/d 2
disandikan sebagai
nilai digital 001.
Nilai analog 2 s/d 3
disandikan sebagai
nilai digital 010.
dst ...
lts 22
x(nT) ,
t
x[n]
3
2
1
0
Hasil kuantisasi :
Amplitudo x(nT) =/= amplitudo x[n]
selisih antara x[n] dengan x(nT) disebut galat kuantisasi
lts 23
A/Dx(nT) x[n]
Untai Sample and Hold (S/H) berfungsi sebagai
pencuplik
Untai Analog to Digital (A/D) berfungsi
sebagai penguanta
S/Hx(t)
Analog to Digital Converter (ADC)
ADC
lts 24
Ragam pengolah Isyarat dan Operasi-operasi
dasar
lts 25
Pengolah
Isyarat
analog
isyarat
analog
Pengolah isyarat analog
isyarat
analog
Pengolah Isyarat Digital
Pengolah
Isyarat
Digital
isyarat
digitalisyarat
digital
menggunakan komponen
komponen analog
menggunakan komponen
komponen digital
Pengolah Isyarat analog vs digital
lts 26
Pengolah
Isyarat
Digital
isyarat
digital
isyarat
digital
Pengolahan Digital Isyarat Analog
Sample
& HoldA/D D/A
Pena-
pisan
isyarat
analog
isyarat
analog
Pengolahan isyarat digital berurusan dengan representasi
matematis isyarat dan operasi operasi algoritmis terhadap isyarat
(misal untuk mengekstraksi informasi yang dikandungnya).
ADC DAC
lts 27
Implementasi Pengolah Isyarat Digital :
implementasi secara perangkat-keras
(dedicated hardware)
implementasi secara perangkat lunak
berupa program yang dijalankan oleh komputer atau
oleh digital signal prococessor
lts 28
Operasi operasi dasar terhadap isyarat
Perkalian
dengan konstante
(penyekala)
dengan runtun
(modulasi)
Penjumlahan
x[n] y[n] = A x[n]
A
xx[n] y[n] = x[n] w[n]
w[n]
+x[n] y[n] = x[n] + w[n]
w[n]
lts 29
Penundaan (pergeseran waktu)
unit tunda positif Z -1x[n] y[n] = x[n – 1]
unit tunda negatifZ+1x[n] y[n] = x[n + 1]
x[n] y[n]
nn
x[n] y[n]
n n
Z -1
Z +1
lts 30
Aplikasi Pengolahan Isyarat Digital
lts 31
Aplikasi Pengolahan Isyarat Digital
Musik Mixing, Sintesis Instrumen , Perekaman,
Penyimpanan, Kompresi
Tutur (speech) Penyandian tutur, Pengenalan tutur, sintesis tutur
Komunikasi &
multimedia
Modulasi/Demodulasi isyarat, transmisi isyarat,
kompresi, penghapusan derau, echo
Radar/pener-
bangan
Deteksi & identifikasi isyarat, pelacakan, navigasi
Pengolahan
Citra
Peningkatan (kualitas) citra, kompresi,
pengenalan pola
Geofisika Seismografi, eksplorasi minyak
Security enkripsi , steganography, digital watermarking,
identifikasi biometrik
Biomedis Monitoring pasien, analisis/diagnosis (isyarat
ECG, EEG) ,
Speech Processing
Speech coding/compression
Speech synthesis
Speech recognition
lts 32
lts 33
“ee” in “key”“o” in “spot”“oo” in “blue” “e” in “again”
Vowels
“s” in “spot” “k” in “key”
Consonants
•Non-periodic (random)
•Relatively low signal power
•Quasi-periodic
•Relatively high signal power
Text-to-Speech Synthesis
lts 34
To be ornot to bethat is thequestion
Textnormalization
expandsabbreviationsdates, times,money..etc
Parsing Pronunciation
Prosodyrules
Tu bee awrnawt tu beedhat iz dhekwestchun
semantic &syntactic „partsof speech‟ analysis of text
phonetic descriptionof each word, dictionarywith letter-to-sound rules as a back up
Waveformgeneration
Synthesized speech
Apply wordstress, durationand pitch
Phonetic-to-acoustictransformation
phonetic form
Inputtext
Text-to-speech synthesis sounds very natural these days.
Speech Recognition System
lts 35
Featureextractionspeech
Phoneme recognition
Phonememodels
Sentencerecognition
Wordrecognition
Wordpronunciation
Semanticknowledge
decision
Syntacticknowledge
Dialogueknowledge
Image/Video
Still Image Coding:
◦ JPEG (Joint Photographic Experts Group):
Discrete Cosine Transform (DCT) based
◦ JPEG2000: Wavelet Transform based
Video Coding:
◦ MPEG (Moving Pictures Experts Group):
DCT-based,
Interframe and intraframe prediction,
Motion estimation.
◦ Applications: Digital TV, DVD, etc.
lts 36
lts 37
isyarat berderau isyarat tak-berderau
citra berwarna citra hitam putih dengan
peningkatan tepi
lts 38
citra kabur citra tajam
Top Related